Akademia Górniczo-Hutnicza

w Krakowie

Maszyny i Urządzenia Technologiczne

Temat: Eksperymentalne porównanie efektów rozdrabniania materiału ziarnistego w kruszarce wirnikowej: młotkowej i odrzutowej

IMiR, Rok III B, Grupa P 2

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z budową, działaniem i zastosowaniem kruszarek wirnikowych. Zaprezentowanie wpływu niektórych parametrów konstrukcyjnych i kinematycznych na proces kruszenia. Porównanie efektów kruszenia z kruszarki wirnikowej młotkowej i odrzutowej.

1. Schematy oraz opis i zasada działania kruszarek wirnikowych.

Przebieg procesu kruszenia zależy głównie od konstrukcji maszyny, od ukształtowania powierzchni roboczej i organów roboczych (młotków, bijaków, płyt odbojowych), następnie od cech kinematycznych, jak również od wielkości kruszarek. W maszynach dużych pękają bloki o znacznych wymiarach, a oddziaływania między tymi bryłami nie mają wielkiego wpływu na siłę i energię kruszenia. W kruszarkach średnich i małych oddziaływania te mają znaczny wpływ na te wielkości.

Opisy i schematy kruszarek.

1. kruszarka wirnikowa młotkowa:

1. wirnik

2. bijak

3. odbojnica

4. śruby regulacyjne

5. obudowa

6. lej zasypowy

zsyp

Działanie jej polega na rozdrabnianiu kawałków materiału wywołanym uderzeniami szybko wirujących młotków. Kruszarka składa się z korpusu w kształcie skrzyni, wirnika z przegubowymi młotkami oraz wylotowego rusztu. Rozdrobniany materiał rozbijany jest uderzeniami szybko wirujących młotków i odrzucany na płytę kruszącą (odbojową). Na płytach tych materiał jest w dalszym ciągu kruszony przez samo uderzenie a następnie spada przez otwór wylotowy. Napęd stanowi silnik prądu przemiennego sterowany przetwornicą częstotliwości, pomiar prędkości obrotowej odbywa się za pomocą prądniczki tachometrycznej połączonej z woltomierzem prądu stałego.

1. kruszarka wirnikowa odrzutowa

1- wirnik

2- bijak

3- odbojnica

4- śruby regulacyjne

5- obudowa

6- lej zasypowy

7- zsyp

Kruszarka składa się z obrotowego wirnika wyposażonego w parę wymiennych bijaków wykonanych ze stali odpornej na ścieranie. Wirnik ułożyskowany jest w korpusie kruszarki. Wlot posiada kołnierz do którego mocuje się zasyp, natomiast do kołnierza wylotu mocowany jest wysyp. We wnętrzu kruszarki znajduje się płyta odbojowa z mechanizmem śrubowo sprężynowym do regulacji wielkości szczeliny między bijakami i powierzchnia płyty. Materiał poddany rozdrobnieniu jest częściowo rozbijany w momencie zetknięcia z bijakami, a częściowo podczas uderzenia o płyty odbojowe. Napęd stanowi silnik prądu stałego z bezstopniową regulacją prędkości obrotowej poprzez przekładnię pasowo- klinową. Zasilanie silnika odbywa się z zespołu tyrystorowego, natomiast regulacja prędkości obrotowej wykonywana jest potencjometrem poprzez zadawanie odpowiedniego napięcia w układzie regulacyjnym.

1. Przebieg ćwiczenia.

Dane:

1. Średnica kruszarki odrzutowej: d_wo = 0,250 [m]

2. Prędkość obwodowa kruszarki: V = 24 [m/s]

3. Masa naczynia, na którym ważono próbki: m = 0,0287 [kg]

4. Masa próbki: m=0,2199 [kg]

Obliczenie prędkości obrotowej oraz napięcia jakie należy podać na napęd kruszarki odrzutowej:

$$n_{\text{wo}} = \frac{60 \bullet V}{\pi \bullet d_{\text{wo}}} = \frac{60 \bullet 24}{3,14 \bullet 0,250} = 1834,39\left\lbrack \frac{\text{obr}}{\min} \right\rbrack$$

$${1000\left\lbrack \frac{\text{obr}}{\min} \right\rbrack - 40\left\lbrack V \right\rbrack}{{\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }n}_{\text{wo}}\text{\ \ \ \ } - \text{\ \ \ }x}$$

U_wo = 73, 33[V]

1. Wyniki pomiarów.

Wymiary geometryczne oraz masa materiału poddanego kruszeniu:

	kruszarka młotkowa	kruszarka odrzutowa
	Kamień 1	Kamień 2
a [mm]
b [mm]
c [mm]

Analiza sitowa:

rodzaj kruszarki wymiar ziarna [mm]	Kruszarka młotkowa	Kruszarka odrzutowa
	Udział wagowy frakcji [kg]	Udział procentowy frakcji [%]
>30
30 ÷20
20 ÷ 10
10 ÷ 5
5÷2
2÷1,02
1,02÷0,75
<0,75
Σ

1. Średnia średnica ziarna nadawy

Próbka kruszarki odrzutowej:

$D_{sr1} = \sqrt[3]{a_{1} \bullet b_{1} \bullet c_{1}} =$59,05[mm]

$D_{sr2} = \sqrt[3]{a_{2} \bullet b_{2} \bullet c_{2}} =$56,96[mm]

$D_{sr3} = \sqrt[3]{a_{3} \bullet b_{3} \bullet c_{3}} =$55,34[mm]

$$D_{sr} = \frac{D_{sr1} + D_{sr2} + D_{sr3}}{3} = 57,12\lbrack\text{mm}\rbrack$$

Przyjęto średnie wymiary ziaren we frakcji: 35; 25; 15; 7,5; 3,5; 1,51; 0,885;0,75

1. Średnia średnica ziarna produktu

Próbka kruszarki odrzutowej:

$$d_{sr} = \frac{1}{\sum_{i}^{n}\frac{x_{i}}{d_{i}}} = \frac{1}{\frac{0,1293}{30} + \frac{0,051}{25} + \frac{0,0096}{15} + \frac{0,0057}{7,5} + \frac{0,0051}{3,5} + \frac{0,0039}{1,51} + \frac{0,0006}{0,885} + \frac{0,0019}{0,75}} = 66,66\lbrack\text{mm}\rbrack$$

1. Stopień rozdrobnienia ziarna

Próbka kruszarki odrzutowej:

$$i = \frac{D_{sr}}{d_{sr}} = \frac{57,12}{66,66} = 0,85$$